FR2535788A2

FR2535788A2 - Rotary internal combustion engine

Info

Publication number: FR2535788A2
Application number: FR8218733A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-01-08
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-05-11
Also published as: FR2535788B2

Abstract

Engine characterised in that each combustion chamber 12' takes the form of a series of cells 26' of identical cross-section separated from one another by walls of cross-section greater than that of the cells 26', the thrust notches 27', 28' provided on either side of the combustion ring 11' each extending over a width equal to the width of a cell 26'.

Description

Le brevet principal a pour objet un moteur à combustion interne rotatif, qui est essentiellement constitué par un carter subdivisé en deux parties fixes, à savoir une partie d'aspiration - compression - explosion et de poussée primaire, et un groupe de poussée secondaire, par un groupe de rotor primaire logé à rotation dans la partie d'aspiration - compression - explosion et de poussée primaire,.par un groupe de rotor secondaire logé dans le groupe de poussée secondaire, et par deux flasques de fermeture du carter, l'un des flasques étant muni d'ouvertures de ventilation du moteur et de tubulures d'admission, et l'autre flasque étant pourvu d'un ou de plusieurs orifices d'échappement, et en ce que les groupes de rotor sont solidaires en rotation d'un arbre moteur supporté dans des paliers des flasques. The main patent relates to a rotary internal combustion engine, which is essentially constituted by a casing subdivided into two fixed parts, namely a suction - compression - explosion and primary thrust part, and a secondary thrust group, by a primary rotor group housed in rotation in the suction - compression - explosion and primary thrust part, by a secondary rotor group housed in the secondary thrust group, and by two housing closing flanges, one flanges being provided with engine ventilation openings and intake manifolds, and the other flange being provided with one or more exhaust ports, and in that the rotor groups are integral in rotation with a motor shaft supported in flange bearings.

Dans ce moteur, l'arbre moteur est constitué en deux parties dont les extrémités correspondantes sont avantageusement assemblées entre elles à rotation libre au moyen d'un palier à aiguilles ou à billes, ce palier étant avantageusement complété par un dispositif d'entrainement débrayable automatiquement, mécanique, ou électromécanique. In this motor, the motor shaft is made up of two parts, the corresponding ends of which are advantageously assembled together with free rotation by means of a needle or ball bearing, this bearing being advantageously supplemented by an automatically disengageable drive device. , mechanical, or electromechanical.

Le carter présente,de préférence,une section circulaire, et sa partie d'aspiration - compression - explo sion et de poussée primaire est constituée par un anneau d'aspiration et de compression, par un anneau de combustion séparé comportant au moins une, de préférence plusieurs chambres d'explosion, et par un anneau de poussée primaire muni de sections à ailettes, le groupe de poussée secondaire étant constitué par un empilage d'anneaux à ailettes. The casing preferably has a circular section, and its suction - compression - operation and primary thrust part is constituted by a suction and compression ring, by a separate combustion ring comprising at least one, preferably several explosion chambers, and by a primary thrust ring provided with fin sections, the secondary thrust group being constituted by a stack of fin rings.

La présente demande de certificat d'addition a pour objet des variantes de réalisation de l'inventionZ
Conformément à une caractéristique de l'invention, chaque chambre d'explosion est sous forme d'une suite d'alvéoles de section identique séparés entre eux par des parois de section plus importante que celle des alvéoles, les crans de poussée prévus de part et d'autre de l'anneau de combustion s'étendant chacun sur une largeur équivalente à la largeur d'un alvéole.The present request for addition certificate relates to alternative embodiments of the inventionZ
In accordance with a characteristic of the invention, each explosion chamber is in the form of a series of cells of identical section separated from each other by walls of greater section than that of the cells, the thrust notches provided on both sides and the other of the combustion ring each extending over a width equivalent to the width of a cell.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'anneau de poussée primaire et le disque de poussée sont pourvus de sections à alvéoles de poussée, avantageusement en forme de chevrons s'étendant en sens inverse, présentant des sections sensiblement équivalentes à celles des alvéoles des chambres d'explosion, et les alvéoles de l'anneau de poussée primaire, qui s'étendent dans le même sens que les alvéoles des chambres d'explosion, sont décalés par rapport à ces derniers d'un intervalle équivalent à la moitié de la distance entre les axes de deux alvéoles consécutifs. According to another characteristic of the invention, the primary thrust ring and the thrust disc are provided with sections with thrust cells, advantageously in the form of chevrons extending in opposite directions, having sections substantially equivalent to those of the cells. explosion chambers, and the cells of the primary thrust ring, which extend in the same direction as the cells of the explosion chambers, are offset with respect to the latter by an interval equivalent to half of the distance between the axes of two consecutive cells.

Conformément à une autre caractéristique de l'invention, les anneaux et les disques du groupe de poussée secondaire sont munis sur toute leur circonférence d'alvéoles analogues dans leur forme, et de dimension ainsi que d'écartement inférieurs à ceux du disque et de l'anneau de poussée primaire, les alvéoles de ces anneaux et disques de poussée secondaire étant décalés entre eux par paires d'anneaux ou de disques d'une distance égale à un demi pas entre alvéoles et les alvéoles des anneaux s'étendant en sens inverse des alvéoles des disques, de sorte que l'alvéole d'un disque ne peut être en liaison de passage gu'- avec l'alvéole d'un seul anneau, en aval ou en amont. According to another characteristic of the invention, the rings and the discs of the secondary thrust group are provided over their entire circumference with cells which are similar in shape, and of dimension and spacing smaller than those of the disc and of the primary thrust ring, the cells of these secondary thrust rings and discs being offset between them by pairs of rings or discs by a distance equal to half a pitch between cells and the cells of the rings extending in opposite directions of the cells of the discs, so that the cell of a disk cannot be in a passage connection gu'- with the cell of a single ring, downstream or upstream.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'un moteur conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue partielle en élévation frontale et en coupe, à plus grande échelle, du moteur de la figure 1. The invention will be better understood from the description below, which relates to a preferred embodiment, given by way of nonlimiting example, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which FIG. 1 is a view in section of an engine according to the invention, and FIG. 2 is a partial view in front elevation and in section, on a larger scale, of the engine of FIG. 1.

Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, chaque chambre d'explosion 12' est constituée par une suite d'alvéoles 26 > de section identique, qui sont séparés entre eux par des parois dont la section excède celle des alvéoles 26'. Les crans de poussée-27' et 28' qui sont prévus de part et d'autre de l'anneau de combustion 11' s'étendent à intervalles réguliers égaux à ceux des alvéoles 26' et présentent une largeur égale à celle d'un alvéole 26'. Ainsi, lors de la détente consécutive à l'explosion, il -se produit une poussée en retour des gaz brûlés qui a pour effet un entrainement en rotation des disques d'aspirationcompression 17' et de poussée 19'. According to the invention, and as shown more particularly, by way of example, FIG. 1 of the accompanying drawings, each explosion chamber 12 ′ is constituted by a series of cells 26> of identical section, which are separated between them by walls whose section exceeds that of the cells 26 '. The thrust notches-27 'and 28' which are provided on either side of the combustion ring 11 'extend at regular intervals equal to those of the cells 26' and have a width equal to that of a 26 'cell. Thus, during the expansion following the explosion, it produces a thrust in return of the burnt gases which has the effect of driving in rotation the suction-compression discs 17 'and thrust 19'.

Ce dernier, ainsi que l'anneau de poussée primaire 13' sont pourvus chacun de sections à alvéoles de poussée 37 et 36, respectivement, qui sont avantageusement en forme de chevrons, qui s'étendent en sens inverse et présentent des sections sensiblement équivalentes à celles des alvéoles 26' des chambres d'explosion 12'. Les alvéoles 36 s'étendent ainsi dans le même sens que les alvéoles 26' des chambres d'explosion 12', mais sont avantageusement décalés par rapport à ces derniers d'un intervalle équivalent à la moitié du pas entre deux alvéoles 37 consécutifs. The latter, as well as the primary thrust ring 13 ′ are each provided with thrust cell sections 37 and 36, respectively, which are advantageously in the form of chevrons, which extend in opposite directions and have sections substantially equivalent to those of the cells 26 'of the explosion chambers 12'. The cells 36 thus extend in the same direction as the cells 26 'of the explosion chambers 12', but are advantageously offset with respect to the latter by an interval equivalent to half the pitch between two consecutive cells 37.

Ainsi, au cours de la rotation du disque 19', lorsqu'un alvéole 37 arrive en face d'un alvéole 26' le gaz brûlé présent dans ce dernier se détend et délivre une poussée dans l'-alvéole 37 qui reste fermé à son autre extrémité, de sorte que cette poussée est transformée en un couple de rotation. Thus, during the rotation of the disc 19 ′, when a cell 37 arrives opposite a cell 26 ′ the burnt gas present in the latter relaxes and delivers a thrust in the cell 37 which remains closed at its other end, so that this thrust is transformed into a torque.

Les anneaux 15' et les disques 21' du groupe de poussée secondaire sont munis d'alvéoles 38, analogues aux alvéoles 26', 36 et 37 dans leur forme, mais de section et d'écartement mutuel moindres, et s'étendant sur toute la circonférence desdits anneaux 15' et disques 21', les alvéoles des anneaux 15' s'étendant en sens inverse des alvéoles des disques 21'. En outre, ces alvéoles 38 sont décalés entre eux par paire de disques ou d'anneaux d'une distance égale à la moitié de la distance entre les axes de deux alvéoles consécutifs, ou à un demi pas. Du fait du plus faible écartement entre alvéoles 38 et de leur plus faible section, leur nombre est plus important que celui des alvéoles 36 et 37, de sorte que la partie d'arbre 9' peut être entraînée à une vitesse de rotation plus élevée que la partie d'arbre 8'. The rings 15 'and the discs 21' of the secondary thrust group are provided with cells 38, similar to the cells 26 ', 36 and 37 in their shape, but of smaller cross-section and spacing, and extending over all the circumference of said rings 15 ′ and disks 21 ′, the cells of the rings 15 ′ extending in the opposite direction from the cells of the disks 21 ′. In addition, these cells 38 are offset from each other by pair of discs or rings by a distance equal to half the distance between the axes of two consecutive cells, or half a step. Because of the smaller spacing between cells 38 and their smaller section, their number is greater than that of cells 36 and 37, so that the shaft part 9 ′ can be driven at a higher speed of rotation than the shaft part 8 '.

Grâce à ce mode de réalisation, un alvéole 38 d'un disque 21' ne sera en liaison de passage qu'avec un alvéole 38 d'un seul anneau 15', en amont ou en aval, de sorte qu'au cours de la rotation de la partie 9' dey'arbre moteur portant les disques 21', il se produira une détente progressive des gaz brûlés par réalisation d'une série de détentes-poussées au passage des gaz d'un alvéole 38 à l'autre situé en aval. Thanks to this embodiment, a cell 38 of a disc 21 ′ will only pass through with a cell 38 of a single ring 15 ′, upstream or downstream, so that during the rotation of the part 9 ′ of the motor shaft carrying the disks 21 ′, there will be a gradual relaxation of the burnt gases by carrying out a series of detent-thrusts at the passage of the gases from one cell 38 to the other located in downstream.

Les alvéoles 26', 36, 37 et 38 sont avantageusement sous forme de chambres individuelles disposées sur les parties périphériques intérieures des anneaux et extérieures des disques et présentent des ouvertures axiales vers l'amont et vers l'aval. L'étanchéité des chambres ainsi délimitées par lesdits alvéoles est parfaitement garantie dans le sens radial, et les pertes axiales éventuelles sont automatiquement recyclées en aval. The cells 26 ′, 36, 37 and 38 are advantageously in the form of individual chambers arranged on the inner peripheral parts of the rings and the outer parts of the discs and have axial openings upstream and downstream. The tightness of the chambers thus delimited by said cells is perfectly guaranteed in the radial direction, and any axial losses are automatically recycled downstream.

Enoutre, selon une autre caractéristique de l'invention, le logement 24' de chaque coulisseau 24 est avantageusement pourvu d'un ou de plusieurs canaux d'équilibre de pression 40 reliant sa partie supérieure renfermant les ressorts 25 avec l'intérieur des chambres d'aspiration-compression du côté sous pression (figure 2). Un tel mode de réalisation permet d'obtenir un équilibrage des pressions dans les chambres d'aspiration-compression et au-dessus des coulisseaux 24, de sorte que l'étanchéité desdites chambres au droit desdits coulisseaux est parfaitement garantie. In addition, according to another characteristic of the invention, the housing 24 'of each slide 24 is advantageously provided with one or more pressure balance channels 40 connecting its upper part enclosing the springs 25 with the interior of the chambers d suction-compression on the pressurized side (Figure 2). Such an embodiment makes it possible to obtain pressure balancing in the suction-compression chambers and above the sliders 24, so that the tightness of said chambers in line with said sliders is perfectly guaranteed.

Conformément à une variante de réalisation de l'invention, non représentée aux dessins annexés, le moteur peut également se présenter sous forme d'un moteur diesel, les chambres d'aspiration-compression étant alors d'un volume plus important afin de réaliser une compression élevée, et les bougies d'allumage étant remplacées par des injecteurs reliés à des pompes à injection commandées par cames de distribution. According to an alternative embodiment of the invention, not shown in the accompanying drawings, the engine can also be in the form of a diesel engine, the suction-compression chambers then being of a larger volume in order to achieve a high compression, and the spark plugs being replaced by injectors connected to injection pumps controlled by distribution cams.

Dans un tel mode de réalisation, le fonctionnement s'effectue avantageusement sur deux cycles, à savoir un premier cycle réalisant le processus compression-injectioncombustion-détente, et un second cycle de balayage des alvéoles par un air de refroidissement sans injection de carburant, cet air étant amené par le disque d'aspirationcompression. In such an embodiment, the operation is advantageously carried out on two cycles, namely a first cycle carrying out the compression-injection-combustion-expansion process, and a second cycle of sweeping of the cells by cooling air without injection of fuel, this air being supplied by the suction-compression disk.

En outre, afin de favoriser la combustion des mélanges gazeux, chaque canal de transfert 29 peut avantageusement être équipé d'une buse 39 de mise en turbulence des gaz, réalisée, de préférence, sous forme d'un insert. In addition, in order to promote the combustion of gas mixtures, each transfer channel 29 can advantageously be equipped with a nozzle 39 for turbulence of the gases, preferably produced in the form of an insert.

Grâce à l'invention, les gaz brûlés résultant de l'explosion se détendent dans les alvéoles 26' et transmettent une partie de leur énergie mécanique à la partie 8' de l'arbre moteur par l'intermédiaire des disques 17' et 19' portant les crans de poussée 27' et 28'. Au cours de la rotation qui s'ensuit du disque 19', un premier alvéole de poussée 37 de ce dernier vient en communication avec un premier alvéole 26' et il se produit une première détente des gaz brûlés avec effet de réaction sur le disque 19' , cet effet étant augmenté grâce au cran de poussée correspondant 30' de l'anneau de poussée 13'.Lors de la progression suivante d'un demi pas du disque -19', l'alvéole 37 communique avec un alvéole 36 de l'anneau 13' et il se produit une nouvelle détente-poussée des gaz ayant pour effet un nouvel effort de rotation sur la partie d'arbre 8' par l'intermédiaire du disque 19', tandis que les gaz en combustion contenus dans les crans 27' et 28' provoquent l'explosion des gaz contenus dans l'alvéole 26' suivant. Thanks to the invention, the burnt gases resulting from the explosion expand in the cells 26 'and transmit part of their mechanical energy to the part 8' of the motor shaft via the discs 17 'and 19' bearing the thrust notches 27 'and 28'. During the ensuing rotation of the disc 19 ', a first thrust socket 37 of the latter comes into communication with a first socket 26' and there is a first expansion of the burnt gases with reaction effect on the disc 19 ', this effect being increased by the corresponding thrust notch 30' of the thrust ring 13 '. During the following progression of a half pitch of the disc -19', the cell 37 communicates with a cell 36 of the 'ring 13' and there is a new trigger-thrust of the gases having the effect of a new rotational force on the shaft part 8 'via the disc 19', while the gases in combustion contained in the notches 27 'and 28' cause the gases contained in the next cell 26 'to explode.

Lors d'une nouvelle avance d'un demi-pas deux alvéoles 37 communiquent avec des alvéoles 26' et un premier alvéole 38 d'un disque de poussée 19' est en communication avec un alvéole 36 de l'anneau de poussée primaire 13', de sorte qu'il se produit une détente-poussée forte au niveau du groupe de rotor primaire 3 agissant sur la partie 8' de l'arbre moteur et une autre détente-poussée plus faible au niveau du groupe de rotor secondaire 4, agissant sur la partie 9' de l'arbre moteur. During a new advance of half a step, two cells 37 communicate with cells 26 'and a first cell 38 of a thrust disc 19' is in communication with a cell 36 of the primary thrust ring 13 ' , so that there is a strong detent-thrust at the level of the primary rotor group 3 acting on the part 8 'of the drive shaft and another weaker detent-thrust at the level of the secondary rotor group 4, acting on part 9 'of the motor shaft.

Les liaisons entre les différents alvéoles se répètent ainsi par paires d'alvéoles en cascade, tout en se multipliant en direction des orifices d'échappement 31 où les gaz sont expulsés à faible pression, c'est-à-dire après exploitation maximale de la puissance énergétique de la détente. The connections between the various cells are thus repeated in pairs of cells in cascade, while multiplying in the direction of the exhaust orifices 31 where the gases are expelled at low pressure, that is to say after maximum exploitation of the energetic power of relaxation.

Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un moteur rotatif à combustion interne, dans lequel, par obturation alternative et momentanée des alvéoles, sont réalisées des chambres de décompression, dans lesquelles la partie en détente des gaz agit à chaque fois en poussée dans le sens d'une rotation, sur toute la circonférence des disques et des anneaux. Thanks to the invention, it is possible to produce a rotary internal combustion engine, in which, by alternating and temporary closure of the cells, decompression chambers are produced, in which the detent part of the gases acts each time in thrust in the direction of rotation, over the entire circumference of the discs and rings.

En outre, du fait que ces chambres sont totalement fermées les poussées axiales sont neutralisées. In addition, since these chambers are completely closed, the axial thrusts are neutralized.

De plus, les gaz aspirés dans les chambres de compression, qui sont séparées des chambres d'explosion et peuvent etre surdimensionnées par rapport à ces dernières, subissent une faible dilatation thermique et peuvent être comprimés fortement, jusqu'à une valeur proche du point de détonation, afin de réaliser un remplissage total des chambres d'explosion, qui sont relativement petites, favorisant une combustion accélérée et une amélioration de cette dernière. In addition, the gases sucked into the compression chambers, which are separate from the explosion chambers and can be oversized relative to the latter, undergo low thermal expansion and can be compressed strongly, to a value close to the point of detonation, in order to completely fill the explosion chambers, which are relatively small, promoting accelerated combustion and improving the latter.

En outre, les fuites dues au jeu de fonctionnement sont automatiquement recyclées par passage à l'étage anneau-disque suivant, de sorte qu'une fuite vers l'extérieur est évitée. In addition, leaks due to the operating clearance are automatically recycled by passing to the next ring-disc stage, so that leakage to the outside is avoided.

Le fonctionnement d'un tel moteur est rendu excessivement silencieux du fait que les explosions, plus nombreuses, sont moins fortes et que les gaz en détente cheminent plus longtemps à l'intérieur du moteur et s'échappent à vitesse réduite, ces gaz étant, en outre, moins polluants du fait d'une combustion plus complète. The operation of such an engine is made excessively silent owing to the fact that the more numerous explosions are less strong and that the expanding gases travel longer inside the engine and escape at reduced speed, these gases being, in addition, less polluting due to more complete combustion.

Le moteur conforme à l'invention peut fonctionner à très faible vitesse de rotation en fournissant une puissance maximale, et avec une grande souplesse. The motor according to the invention can operate at very low speed of rotation while providing maximum power, and with great flexibility.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisationdécrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements, or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims

1. Rotary internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8 of the main patent, characterized in that each explosion chamber (12 ') is in the form of a series of cells (26') of section identical separated from each other by walls of larger section than that of the cells (26 '), the thrust notches (27' - 28 ') provided on either side of the combustion ring (11') s' each extending over a width equivalent to the width of a cell (26 ').

2. Motor according to claim 1 and according to any one of claims 1 to 11 of the main patent, characterized in that the primary thrust ring (13 ') and the thrust disc (19') are provided with sections with thrust cells (36 - 37), advantageously in the form of chevrons extending in opposite directions, having sections substantially equivalent to those of the cells (26 ') of the explosion chambers (12'), and the cells (36 ) of the primary thrust ring (13 '), which extend in the same direction as the cells (26') of the explosion chambers (12 '), are offset with respect to the latter by an equivalent interval at half the distance between the axes of two consecutive cells.

3. Motor according to any one of claims 1 and 2 and according to any one of claims 1 to 11 of the main patent, characterized in that the rings (15 ') and the discs (21') of the thrust group secondary are provided over their entire circumference with cells (38) similar in shape, and of dimension as well as of spacing smaller than those of the disc (19 ') and the primary thrust ring (13'), the cells (38) of these rings (15 ') and discs (21') of secondary thrust being offset between them by pairs of rings or discs of a distance equal to half a pitch between the cells and the cells of the rings (15 ' ) extending in the opposite direction to the cells of the discs (21 ′), so that the cell of a disk can only be in passing connection with the cell of a single ring, downstream or upstream .

4. Motor according to any one of claims 1 to 3, and according to any one of claims 1 to 8 of the main patent, characterized in that the housing (24 ') of each slide (24) is advantageously provided with one or more pressure balance channels (40) connecting its upper part containing the springs (25) with the interior of the suction-compression chambers on the pressure side.

5. Engine according to any one of claims 1 to 4 and according to any one of claims 1 to 14 of the main patent, characterized in that it is in the form of a diesel engine, the suction chambers- compression then being of greater volume in order to achieve high compression, and the spark plugs being replaced by injectors connected to injection pumps controlled by distribution cams.

6. Motor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cells (26 ', 36, 37 and 38) are advantageously in the form of individual chambers disposed on the inner peripheral parts of the rings and the outer parts of the discs and have axial openings upstream and downstream.

7. Motor according to any one of claims 1 to 6 and according to claim 6 of the main patent, characterized in that each transfer channel (29) can advantageously be equipped with a nozzle (39) for turbulence of gas, preferably produced in the form of an insert.